上海
蝾螈胚胎受益于藻类光合产氧，藻类随之获取胚胎释放的含氮废物……利用这种跨物种共生的现象，近日，位于嘉定区菊园新区的中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员与其团队设计了一款3D生物打印跨物种细胞共生支架，为肌腱-骨重建领域提供了新思路。
3D生物打印载角毛藻和肌腱干/祖细胞生物墨水
以构建跨物种共生支架
用于肩袖撕裂修复和运动功能恢复
据了解，硅藻是一种特殊的近海藻类，具有功能性的硅质细胞壁和自发荧光的光合色素，能够持续释放活性硅离子，并通过光合作用产生氧气。“研究团队受此启发，提出了通过跨物种共生，实现海洋硅藻活体驯化哺乳动物细胞的理念。”吴成铁研究员表示，通过3D生物打印构建的跨物种共生支架具有独特优势，如自发荧光便于观察、自主光合可持续供氧、硅藻可降解的硅质细胞壁利于硅离子释放等，可促进肌腱-骨界面组织再生。
研究表明，在大鼠肩袖撕裂模型中，跨物种支架能够缓解损伤部位乏氧，促进大鼠运动功能恢复；在兔肩袖撕裂模型中，由硅藻支架预培养分化后的肌腱支架展示出良好的肌腱-骨界面修复效果。
跨物种支架缓解大鼠肩袖撕裂缺氧并促进运动功能恢复
“3D生物打印技术结合共生现象，可以塑造出具有复杂功能性的跨物种活体材料，模拟多细胞组织的复杂结构，改善微环境并增强细胞相互作用，从而实现组织修复和功能恢复，有望用于人体工程化组织修复与再生，解决现阶段组织工程及再生领域的难题。”吴成铁介绍说。
目前，相关研究已获国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委等资助支持。该研究成果近日发表于国际知名期刊《今日材料（Materials Today）》，并申请发明专利一项。
通讯员：汤辰霞
编辑：杨玉洁
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